雙肩可調(diào)整角度銑刀的創(chuàng)新應(yīng)用

趙海岸，史立巖，姚銀艷，王德志

齊齊哈爾和平重工集團(tuán)有限公司機加三分廠 黑龍江齊齊哈爾 161000

1 序言

在焊接結(jié)構(gòu)件中，經(jīng)常會因工件結(jié)構(gòu)需要機械加工出各種焊接坡口，來滿足焊接要求。為保證裝配要求，通常需要在孔口或軸肩處加工出各種角度的倒角，滿足裝配要求。傳統(tǒng)的銑削方法是加工一種角度的倒角就要用對應(yīng)該角度的銑刀來完成。有時受焊接結(jié)構(gòu)限制，在同一焊接件上需要更換多種角度的銑刀來完成各種角度的銑削加工。

2 應(yīng)用背景

在機械加工中經(jīng)常會遇到加工各種角度面，傳統(tǒng)的銑削加工方法是針對特定角度設(shè)計專用角度銑刀（見圖1、圖2）進(jìn)行銑削加工。

圖1 整體式角度銑刀

圖2 鑲齒焊接式角度銑刀

伴隨數(shù)控技術(shù)及精密刀具制造技術(shù)的發(fā)展，機夾可轉(zhuǎn)位刀片在刀具制造過程中得到大量應(yīng)用（見圖3），這種刀片制造精度高，安裝于刀體或轉(zhuǎn)位后定位精度高。銑刀耐用度比焊接硬質(zhì)合金銑刀高，刀體可以長期使用，節(jié)約鋼材，降低刀具成本。

圖3 使用機夾可轉(zhuǎn)位刀片的專用角度銑刀

對于需要加工角度變化較大的工件，就需要相應(yīng)準(zhǔn)備多個尺寸的刀具。某些特殊角度面需要使用已有刀具改制所需要的角度進(jìn)行加工。由于加工過程中準(zhǔn)備時間長，刀具調(diào)整過程復(fù)雜，故所需刀具成本也比較高[1-3]。

3 同類刀具比較

為進(jìn)一步提高工作效率，減輕操作強度，降低加工成本，我們考慮通過簡單調(diào)整即可實現(xiàn)調(diào)整角度的銑刀。搜索相關(guān)資料，查到兩款國內(nèi)外可調(diào)整角度銑刀（見圖4、圖5）。

圖4 國內(nèi)某可調(diào)整角度銑刀

圖5 國外某可調(diào)整角度銑刀

4 雙肩調(diào)整倒角刀具

4.1 刀具結(jié)構(gòu)特點

經(jīng)過分析，上述兩種刀具都是將可轉(zhuǎn)位刀片固定在刀夾上，在刀柄前端按照刀夾形狀加工出可回轉(zhuǎn)的槽形，使用螺釘或壓塊壓緊調(diào)整后的刀夾，實現(xiàn)刀夾轉(zhuǎn)位后的鎖緊。

兩種可調(diào)整角度銑刀結(jié)構(gòu)緊湊，刀片的角度定位及夾緊可靠。但切削過程中由于單個切削刃切削，效率不高，切削過程中機床主軸單方向受力，所以長期使用該刀具加工工件會對機床主軸精度產(chǎn)生影響。

借鑒這兩種可調(diào)整角度銑刀的優(yōu)點，我們提出設(shè)計一種雙肩可調(diào)整角度銑刀（見圖6、圖7）。仍然采用可轉(zhuǎn)位刀片固定在刀夾上，刀具調(diào)整過程中使雙側(cè)刀夾同時旋轉(zhuǎn)相同的角度，實現(xiàn)刀具調(diào)整角度的功能。使用JT50刀柄的雙肩可調(diào)整角度銑刀如圖8所示，使用莫氏5#刀柄的雙肩可調(diào)整角度銑刀如圖9所示。

圖6 雙肩可調(diào)整角度銑刀0°狀態(tài)

圖7 雙肩可調(diào)整角度銑刀90°狀態(tài)

圖8 使用JT50刀柄的雙肩可調(diào)整角度銑刀爆炸圖

圖9 使用莫氏5#刀柄的雙肩可調(diào)整角度銑刀示意

4.2 刀具使用方法

1）首先匹配與所用設(shè)備相符的刀柄，并將刀柄與機床主軸相連。

2）拆下刀套鎖緊螺釘，移動刀套，使刀套鎖緊螺釘穿過刀套另一端固定孔，將刀套固定在刀桿體上。

3）撥動墊內(nèi)的限位銷，帶動導(dǎo)向軸壓縮彈簧，使導(dǎo)向軸退出刀桿體內(nèi)的定位孔，從刀桿體上取下墊。

4）松開鎖緊螺母，使用內(nèi)六方扳手旋轉(zhuǎn)絲桿帶動滑塊，使其沿刀桿體內(nèi)導(dǎo)向槽移動。帶動連桿軸上的連桿，拉動與其相連的轉(zhuǎn)位刀夾，通過刀片鎖緊螺釘緊固在轉(zhuǎn)位刀夾上的機夾可轉(zhuǎn)位四方刀片，圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)至所需要的二維幾何角度。

5）旋緊鎖緊螺母。

6）撥動墊內(nèi)的限位銷，帶動導(dǎo)向軸壓縮彈簧，使導(dǎo)向軸對正刀桿體內(nèi)定位孔并松開限位銷。導(dǎo)向軸在彈簧力的作用下移動進(jìn)入刀桿體內(nèi)的定位孔。

7）拆下刀套鎖緊螺釘，移動刀套。使刀套鎖緊螺釘穿過刀套后端固定孔，將刀套固定在刀桿體上。完成雙肩角度銑刀調(diào)整角度的工作。

4.3 刀具的使用效果

1）這種刀具的使用范圍廣，操作靈活方便。使用同一把刀具可以對各種二維坡口角度面進(jìn)行機械加工，調(diào)整過程非常靈活方便。

2）刀片定位及夾緊工藝成熟，定位精度高。其使用偏心螺釘將鑲嵌式可轉(zhuǎn)位刀片夾緊在刀夾上，刀片定位準(zhǔn)確，刀夾結(jié)構(gòu)緊湊可靠，安裝于刀體或轉(zhuǎn)位后定位精度高。

3）刀夾對稱式分布，刀片對稱式調(diào)整并對稱式參與切削。加工過程中，刀具對機床主軸影響較小。

5 結(jié)束語

傳統(tǒng)加工技術(shù)需要針對工件設(shè)計制作專用倒角刀具或?qū)Ｓ霉ぱb，但專用刀具或工裝的加工周期長，費用較高。新設(shè)計的雙肩可調(diào)整角度銑刀通用性強，不僅可更換各種系列刀柄，與多種機械加工設(shè)備實現(xiàn)完美連接，還可使用該刀具對各種二維倒角類工件進(jìn)行機械加工，可應(yīng)用的市場前景廣闊。

新刀具的設(shè)計，為今后加工類似工件提出了新的加工工藝方案，開拓了新的機械加工思路。